센터 탭 정류기(CTR) 구조를 갖는 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터는 저전압·고전류 응용에서 흔히 사용되지만, 정류기 다이오드에 높은 전압 스트레스가 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 센터 탭 클램핑(CTC) 회로가 선행 연구에서 다루어졌다. 그러나 CTC 구조를 적용하면 변압기에서 2차 권선의 개수가 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 권선 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존 CTC 구조에서와 같이 2턴 권선에 센터 탭을 추가하는 대신, 2차 측 1턴 권선에 센터 탭을 추가한다. 이를 통해 권선 저항이 감소하여 도통 손실이 줄어든다. 제안하는 컨버터는 12V/70A 및 840W 출력을 목표로 설계한 시제품을 이용하여 실험적으로 검증되었다.

본 논문은 고속 복구 다이오드를 사용하는 새로운 전기 가변 커패시터(EVC) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 PiN 다이오드의 사용, 반도체 소자에 가해지는 높은 전압 스트레스와 같은 기존 EVC 회로의 한계를 해결하며, 그 결과 상당한 비용 절감으로 이어진다. 제안된 EVC 회로의 유효성은 RF 전력 주파수 13.56 MHz 및 RF 전력 1.8 kW에서 수행한 실험을 통해 검증되었다.

본 논문에서는 부스트 컨버터를 이용하여 고주파에서 자기 코어 손실을 측정하는 방법을 제안한다. 일반적으로 자기 코어 손실은 코어 제조사의 데이터시트에 제공된 데이터를 바탕으로 손실을 추정하거나, Ansys Maxwell을 이용한 손실 분석을 통해 추정할 수 있다. 그러나 이러한 방법들은 실제 동작 조건을 정확히 반영하지 못한다는 한계가 있어 신뢰하기 어렵다. 제안된 방법은 실제 동작 조건에서 측정하므로, 자기 재료 손실을 추정하는 기존 방법들에 비해 더 높은 신뢰성을 제공한다. 제안된 손실 측정 방법은 CRM(Critical Conduction Mode) 부스트 컨버터를 통해 실험적으로 검증되었다.

본 논문에서는 새로운 클램프 회로를 갖는 하이브리드 컨버터를 제안한다. 제안하는 하이브리드 컨버터는 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터와 하프브리지(HB) LLC 컨버터를 통합한다. 1차측에서는 PSFB 컨버터의 지연(leading이 아닌 lagging) 다리를 HB LLC 컨버터와 공유한다. 2차측에서는 두 컨버터의 풀브리지 정류기(FBR)를 직렬로 연결한다. 2차측의 이러한 직렬 연결 구조로 인해, 본 하이브리드 컨버터는 고출력 전압 응용에 적합하다. 또한 본 컨버터에는 변압기 중심에 연결되는 두 개의 다이오드와 하나의 커패시터로 구성된 새로운 클램프 회로를 포함한다. 제안된 컨버터는 기존의 PSFB 컨버터가 갖는 여러 단점을 극복할 수 있다. 마지막으로 효율, 전력 밀도 및 비용 측면에서의 개선을 제공한다. 제안 컨버터의 타당성을 검증하기 위해 3.3 kW 프로토타입을 시험하였다.

본 논문에서는 단시간 정전용량 가변을 달성하기 위한 새로운 전기적 가변 콘덴서(EVC) 회로를 제안한다. 기존의 EVC 회로가 가지는 한계는 PiN 다이오드와 콘덴서의 위치를 전환하고 션트 인덕터를 추가함으로써 해결하였다. 제안된 EVC 회로는 필터 인덕터에 걸리는 RF 전압 스트레스를 감소시킴으로써 더 작은 필터 인덕터를 사용하면서도 단시간 정전용량 가변 시간을 달성할 수 있다.

본 논문은 13.56 MHz RF 플라즈마 시스템에서 능동 소자의 전류 스트레스를 감소시키기 위해 설계된 병렬 공진형 전기 가변 커패시터(Electrical Variable Capacitor, EVC)를 소개한다. 반도체 요구사항이 계속 발전함에 따라 반도체 공정에서의 매칭 속도에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 기계적으로 동작하는 전통적인 진공 가변 커패시터(Vacuum Variable Capacitor, VVC)는 매칭 속도가 매우 느리므로 신속한 매칭 시간을 요구하는 공정에는 적합하지 않다. 이러한 문제를 해결하기 위해 EVC가 제안되었다. EVC는 스위치를 사용하여 전기적으로 동작하며, VVC에 비해 매칭 속도가 현저히 빠른데, 약 1000배 빠르다. 따라서 EVC는 빠른 매칭 시스템을 필요로 하는 공정에 적합하다. 하지만 기존의 EVC 회로는 높은 비용과 큰 부피와 같은 단점이 있으며, 또한 능동 소자에 대한 높은 전류 스트레스로 인해 전력 효율이 좋지 않다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하는 새로운 유형의 EVC 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 가변 동작을 위해 필요한 능동 소자 수를 최소화하여, 소형화되고 비용 효율적인 EVC 설계를 가능하게 한다. 또한 능동 소자의 전류 스트레스를 최소화하여 고전력 시스템에서 더 효과적으로 동작하도록 한다. 결과적으로, 제안된 회로는 고출력을 요구하는 RF 플라즈마 시스템의 임피던스 매칭 네트워크에 효과적으로 사용될 수 있다.

낮은 프로파일, 낮은 누설 인덕턴스, 우수한 열 특성을 갖는 평면 트랜스포머(Planar transformers)는 스위치 모드 전원 공급 장치(switch-mode power supplies)에서 절연 컨버터의 성능을 향상시키기 위해 널리 사용된다. 그러나 평면 트랜스포머의 경우 권선 층 간 접촉 면적이 크고 거리가 가까워, 권선 간 기생 정전용량(parasitic capacitance)이 극도로 커져 공통 모드 잡음 전류(common mode noise current)가 증가한다. 본 연구에서는 평면 트랜스포머에서 발생하는 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해 인터리빙(interleaving) 구조를 사용하는 새로운 트랜스포머 권선 기술을 제안한다. 제안된 트랜스포머 권선 방법은 권선 층을 위상 반대(antiphase)로 구동되는 구조로 하여 이를 구리 포일(copper foil) 층과 연결함으로써 구성된다. 제안된 방법은 공통 모드 전류를 감소시킬 뿐만 아니라, 실드(shielding) 층의 수를 증가시키지 않으면서도 완전한 인터리빙 구조(complete interleaving structure)를 가능하게 하여 교류 권선 저항에 기인한 도통 손실(conduction loss)도 함께 감소시킨다.

이 논문은 수전 정류 출력 전압을 제어하기 위한 차단 회로를 갖는 공진 무선 전력 수신기를 제시하며, 수신기 코일, 공진 커패시터, 정류기 반도체 스위치와 같은 범용 수신기 부품의 사양을 증가시키지 않는다. 부피가 큰 절연 게이트 드라이버와 스너버 회로를 사용하지 않고 양방향 스위치를 구동하기 위해 자기수확(self-harvesting) 기법을 제안한다. 자기수확 동작과 차단 회로의 과전압 보호는, 결합 계수 (0.003 - 0.03)의 폭넓은 변화를 갖는 6.78 MHz의 느슨 결합 무선 전력 전달 시스템에서 실험적으로 검증되었다. 수신기는 최대 전달 가능 전력이 20 W를 초과하는 근거리로 접근할 때 성공적으로 보호된다. 자기수확으로 인한 추가 전력 손실은 수신기가 5.4 W의 부하 전력을 전달할 때 20 mW에 불과하다.

본 논문에서는 전기자동차 충전기를 위한 새로운 클램핑 회로를 갖는 위상천이 풀브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 클램핑 회로는 두 개의 커패시터와 두 개의 다이오드로 구성되며, 정류 다이오드의 전압 진동 억제를 포함하여 컨버터 동작에서 발생하는 다양한 문제를 해결할 수 있다. 따라서 제안된 컨버터는 Si 다이오드의 낮은 순방향 전압 강하로 인해 도통 손실을 감소시킬 수 있다. 또한 듀티 사이클 손실을 감소시켜 더 넓은 전압 이득을 활용할 수 있으며, 정전류 모드에서 충분한 ZVS 에너지도 확보할 수 있다. 그러므로 제안된 컨버터는 도통 손실 감소를 통해 높은 효율을 달성할 수 있다. 제안된 컨버터의 타당성은 385 V 입력 및 270–420 V/7.85 A 출력 조건에서 3.3 kW EV 배터리 충전기 프로토타입으로 검증되었다.

센터 탭 정류기(CTR) 구조를 갖는 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터는 저전압·고전류 응용에서 흔히 사용되지만, 정류기 다이오드에 높은 전압 스트레스가 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 센터 탭 클램핑(CTC) 회로가 선행 연구에서 다루어졌다. 그러나 CTC 구조를 적용하면 변압기에서 2차 권선의 개수가 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 권선 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존 CTC 구조에서와 같이 2턴 권선에 센터 탭을 추가하는 대신, 2차 측 1턴 권선에 센터 탭을 추가한다. 이를 통해 권선 저항이 감소하여 도통 손실이 줄어든다. 제안하는 컨버터는 12V/70A 및 840W 출력을 목표로 설계한 시제품을 이용하여 실험적으로 검증되었다.

본 논문은 고속 복구 다이오드를 사용하는 새로운 전기 가변 커패시터(EVC) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 PiN 다이오드의 사용, 반도체 소자에 가해지는 높은 전압 스트레스와 같은 기존 EVC 회로의 한계를 해결하며, 그 결과 상당한 비용 절감으로 이어진다. 제안된 EVC 회로의 유효성은 RF 전력 주파수 13.56 MHz 및 RF 전력 1.8 kW에서 수행한 실험을 통해 검증되었다.

본 논문에서는 부스트 컨버터를 이용하여 고주파에서 자기 코어 손실을 측정하는 방법을 제안한다. 일반적으로 자기 코어 손실은 코어 제조사의 데이터시트에 제공된 데이터를 바탕으로 손실을 추정하거나, Ansys Maxwell을 이용한 손실 분석을 통해 추정할 수 있다. 그러나 이러한 방법들은 실제 동작 조건을 정확히 반영하지 못한다는 한계가 있어 신뢰하기 어렵다. 제안된 방법은 실제 동작 조건에서 측정하므로, 자기 재료 손실을 추정하는 기존 방법들에 비해 더 높은 신뢰성을 제공한다. 제안된 손실 측정 방법은 CRM(Critical Conduction Mode) 부스트 컨버터를 통해 실험적으로 검증되었다.

본 논문에서는 새로운 클램프 회로를 갖는 하이브리드 컨버터를 제안한다. 제안하는 하이브리드 컨버터는 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터와 하프브리지(HB) LLC 컨버터를 통합한다. 1차측에서는 PSFB 컨버터의 지연(leading이 아닌 lagging) 다리를 HB LLC 컨버터와 공유한다. 2차측에서는 두 컨버터의 풀브리지 정류기(FBR)를 직렬로 연결한다. 2차측의 이러한 직렬 연결 구조로 인해, 본 하이브리드 컨버터는 고출력 전압 응용에 적합하다. 또한 본 컨버터에는 변압기 중심에 연결되는 두 개의 다이오드와 하나의 커패시터로 구성된 새로운 클램프 회로를 포함한다. 제안된 컨버터는 기존의 PSFB 컨버터가 갖는 여러 단점을 극복할 수 있다. 마지막으로 효율, 전력 밀도 및 비용 측면에서의 개선을 제공한다. 제안 컨버터의 타당성을 검증하기 위해 3.3 kW 프로토타입을 시험하였다.